Шиинаның этерификациясы - Shiina esterification

Шиинаның этерификациясы органикалық болып табылады химиялық реакция карбоксилді синтездейді күрделі эфирлер тең мөлшерден карбон қышқылдары және алкоголь хош иісті карбоксилді қолдану арқылы қышқыл ангидридтері сияқты дегидратация конденсациясы агенттер. 1994 жылы проф. Исаму Шиина (Токио ғылым университеті, Жапония) қышқылдық байланыстыру әдісін қолдану туралы хабарлады Льюис қышқылы,[1][2] және 2002 жылы нуклеофильді катализаторды қолданатын негізгі этерификация.[3][4]

Механизм

Дәйекті қосу карбон қышқылдары және алкоголь ароматты карбон қышқылы ангидриді мен катализаторы бар жүйеге сәйкес карбонды шығарады күрделі эфирлер келесі суретте көрсетілген процесс арқылы. Шиинаның қышқыл эфирленуінде Льюис қышқылының катализаторлары қолданылады, ал нуклеофильді катализаторлар Шиинаның эфирленуіне негізгі жағдайда қолданылады.

Льюис қышқылының катализаторын қолданатын шиинаның эфирленуі

Қышқыл реакцияда негізінен дегидратациялық конденсация агенті ретінде 4-трифторометилбензой ангидриді (TFBA) қолданылады. Алдымен Льюис қышқылының катализаторы TFBA-ны, содан кейін ішіндегі карбоксил тобын белсендіреді карбон қышқылы бір рет аралас ангидрид (MA) алу үшін белсендірілген ТФБА-мен әрекеттеседі. Содан кейін, а карбонил -дан алынған топ карбон қышқылы MA-да селективті түрде іске қосылады және оған шабуыл жасайды гидроксил топ алкоголь молекулааралық нуклеофильді орынбасу арқылы. Бір уақытта МА-дан алынған хош иісті карбон қышқылының тұзы а ретінде қызмет етеді депротация эфирлеуді алға бастыратын және қажетті карбондық эфирді өндіретін агент. Реакцияны теңдестіру үшін әр TFBA бастапқы судың бір су молекуласының атомдарын, яғни карбон қышқылы мен алкогольді қабылдайды, содан кейін реакция соңында өзін 4-трифторометилбензой қышқылының екі молекуласына айналдырады. Льюис қышқылының катализаторы реакцияның соңында қайта шығарылатын болғандықтан, реакцияны алға жылжыту үшін бастапқы материалға қатысты катализатордың аз ғана бөлігі қажет.

MNBA-Wiki-Ester-base-ETIFF.tiff

Негізгі реакцияда, 2-метил-6-нитробензой ангидриді (MNBA ) ең алдымен дегидратациялық конденсация агенті ретінде қолданылады.[5] Біріншіден, нуклеофильді катализатор MNBA-ға әсер етіп, белсендірілген ацил карбоксилатын алады. Карбоксил тобының реакциясы карбон қышқылы белсендірілген ацилкарбоксилатпен қышқылдық реакциядағы сияқты сәйкес МА түзеді. Сонда, нуклеофильді катализатор а-ға селективті әсер етеді карбонил -дан алынған топ карбон қышқылы MA-де қайтадан активтендірілген ацилкарбоксилат өндіріледі. The гидроксил топ алкоголь молекулааралық нуклеофильді орынбасу арқылы оның иесі молекуласына шабуыл жасайды, сонымен бірге 2-метил-6-нитробензой қышқылынан алынған карбоксилат анионы а депротация эфирленудің прогрессиясына ықпал ететін және қажетті карбондық эфирді шығаратын агент. Реакцияны теңдестіру үшін әрбір MNBA бастапқы су материалдарынан бір су молекуласының атомдарын қабылдайды, өзін 2-метил-6-нитробензой қышқылының амин тұзының екі молекуласына айналдырады және осылайша реакцияны тоқтатады. Нуклеофильді катализатор реакцияның соңында көбейетіндіктен, тек аз стехиометриялық шамалар қажет.

Егжей

Шиина этерификациясының барлық процестері алкогольмен соңғы нуклеофильді алмастыру сатысын қоспағанда, қайтымды реакциялардан тұрады. Демек, жүйеде хош иісті карбон қышқылы ангидриді мен аралас ангидрид (MA) бірге өмір сүреді. Сонымен қатар, жүйеде бір мезгілде MA диспропорциясы арқылы өндірілген алифатты карбон қышқылы ангидриді болады; осылайша, ол бөлінбестен тікелей қоспа ретінде қолданылады. Льюис қышқылы катализаторларының немесе нуклеофильді катализаторлардың активтенуі арқасында осы үш компоненттің қоспасы алкогольмен әрекеттесе бастайды; мақсатты алифатты карбон қышқылының күрделі эфирлерінен басқа, ароматты карбон қышқылының күрделі эфирлері қосалқы өнім ретінде түзілуі ықтимал.

Алайда қышқыл жағдайда хош иісті карбон қышқылы ангидриді ретінде 4-трифторометилбензой ангидриді (TFBA) және ароматты карбон қышқылы ангидриді ретінде 2-метил-6-нитробензой ангидриді (MNBA) қолдану арқылы іс жүзінде ешқандай ароматты карбон қышқылы эфирлері алынбайды. қосымша өнім ретінде (Химоэлектрлік 200: 1 немесе одан жоғары).

Хош иісті карбон қышқылы ангидридтері дегидратациялық конденсация құралы ретінде карбон қышқылдарының спирттермен молекулааралық қосылуы үшін ғана емес, сонымен қатар гидроксикарбон қышқылдарының молекулааралық циклдануы үшін де қолданылады (Шиинаның макролактонизациясы ). Осы екі молекулааралық және молекулааралық реакциялар әртүрлі табиғи өнімдер мен фармакологиялық белсенді қосылыстарды жасанды синтездеу үшін қолданылады,[6][7] өйткені карбон қышқылының аминмен әрекеттесуі амид немесе пептид түзеді.[8]

Қышқыл реакцияларда Льюис қышқылы катализаторлары, мысалы, металл үш қабаты жоғары белсенділік көрсетеді, ал негізгі реакцияларда, 4-диметиламинопиридин (DMAP ), 4-диметиламинопиридин N-оксиді (ДМАПО) және 4-пирролидинопиридин (PPY) қолданылады.

Шиинаның негізгі шарттарында орындалған этерификациясында асимметриялық синтез хиральды нуклеофильді катализаторларды қолдану арқылы жүзеге асырылады. Біріншіден, хиральды нуклеофильді катализатор болған кезде, сәйкес карбон қышқылы ангидридтің рацемиялық алифаттық карбон қышқылына әсер етуі арқылы сәйкес MA өндіріледі, нәтижесінде реакцияға түскеннен кейін рацемиялық алифаттық карбон қышқылының кинетикалық ажыратымдылығы пайда болады. ашираль спиртімен.[9] Осы әдісті қолдану арқылы оптикалық белсенді карбон қышқылдары мен оптикалық белсенді карбон қышқылының эфирлерін алуға болады. Сондай-ақ, рацемдік спирттердің кинетикалық шешімін реакцияға түсетін заттардың құрамын өзгерту арқылы жүзеге асыруға болады, яғни ахираль карбон қышқылы мен тиісті карбон қышқылы ангидриді арасындағы реакциялар арқылы МА түзу; содан кейін MA қолдану арқылы рацемиялық спирттерді активтендіру арқылы оптикалық белсенді спирттер мен оптикалық активті карбон қышқылының эфирлерін алуға болады.[10]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Шиина, И .; Миоши, С .; Мияшита, М .; Мукайяма, Т. (1994). «Еркін карбон қышқылдары мен алкогольдерден карбондық эфирлерді алудың пайдалы әдісі». Хим. Летт. 23 (3): 515–518. дои:10.1246 / cl.1994.515.
  2. ^ Шиина, И. (2004). «Льюис қышқылы катализаторларымен алмастырылған бензой ангидридтерін қолдану арқылы карбон қышқылдары мен лактондарды синтездеудің тиімді әдісі». Тетраэдр. 60 (7): 1587–1599. дои:10.1016 / j.tet.2003.12.013.
  3. ^ Шиина, И .; Ибука, Р .; Кубота, М. (2002). «2-метил-6-нитробензой ангидридін қолданып, карбон қышқылдары мен алкогольдердің шамамен эквимолярлы мөлшерінен карбондық эфирлерді синтездеуге арналған жаңа конденсация реакциясы». Хим. Летт. 31 (3): 286. дои:10.1246 / кл.2002.286.
  4. ^ Шиина, И .; Кубота, М .; Ошиуми, Х .; Хашизуме, М. (2004). «Карбоксилдік эфирлер мен лактондарды синтездеу үшін бензой ангидридін және оның туындыларын тиімді қолдану: негізгі катализаторлардың ықпал ететін күшті және ыңғайлы аралас ангидрид әдісі». Дж. Орг. Хим. 69 (6): 1822. дои:10.1021 / jo030367x. PMID  15058924.
  5. ^ Шиина, И .; Умезаки, Ю .; Курода, Н .; Иизуми, Т .; Нагай, С .; Katoh, T. (2012). «MNBA-медиацияланған β-лактон түзілуі: Механикалық зерттеулер және тетрагидролипстатиннің ассиметриялық жалпы синтезіне қолдану». Дж. Орг. Хим. 77 (11): 4885. дои:10.1021 / jo300139r.
  6. ^ Шиина, И. (2007). «Табиғи 8 және 9 мүшелі лактондардың жалпы синтезі: орта өлшемді сақина түзілуіндегі соңғы жетістіктер». Хим. Аян 107 (1): 239. дои:10.1021 / cr050045o.
  7. ^ Шиина, И. (2014). «MNBA-мен реакциялық химиядан табиғи өнімдердің жалпы синтезіне дейінгі авантюралық синтетикалық саяхат». Өгіз. Хим. Soc. Jpn. 87 (2): 196. дои:10.1246 / bcsj.20130216.
  8. ^ Шиина, И .; Ушияма, Х .; Ямада, Ю .; Кавакита, Ю .; Наката, К. (2008). «4- (Диметиламино) пиридин N-оксиді (ДМАПО): пептидті 2-метил-6-нитробензой ангидридімен байланыстыру реакциясындағы тиімді нуклеофилді катализатор». Хим. Азиялық Дж. 3 (2): 454. дои:10.1002 / азия.200700305.
  9. ^ Шиина, И .; Наката, К .; Оно, К .; Онда, Ю .; Итагаки, М. (2010). «Карсеминді ангидридтер мен ацил-трансферттік катализаторларды қолдану арқылы асимметриялық эстерификация арқылы рацемдік α-арилкано қышқылдарының ахираль спирттерімен кинетикалық шешімі». Дж. Хим. Soc. 132 (33): 11629. дои:10.1021 / ja103490h.
  10. ^ Шиина, И .; Наката, К .; Оно, К .; Сугимото, М .; Секигучи, А. (2010). «Пивалик ангидриді мен Chiral Acyl-Transfer катализаторы бар эантиоселективті аралас-ангидридті әдісті қолданатын рацемиялық 2-гидроксилканоаттардың кинетикалық рұқсаты». Хим. EUR. Дж. 16 (1): 167. дои:10.1002 / хим.200902257.

Сыртқы тізімдер

  • Шиина, И .; Хашизуме, М .; Ямай, Ю .; Ошиуми, Х .; Шимазаки, Т .; Такасуна, Ю .; Ибука, Р. (2005). «Орта өлшемді сақина қалыптастыру үшін асимметриялы алдол реакцияларын және жылдам лактонизацияны қолданып, окталактин А-ның энансио-селективті жалпы синтезі». Хим. EUR. Дж. 11 (22): 6601–6608. дои:10.1002 / хим.200500417.
  • Швейцер, Д .; Кейн, Дж. Дж .; Странд, Д .; МакХенри, П .; Теннисвуд, М .; Helquist, P. (2007). «Иежималидтің жалпы синтезі. Шиина макролаконизациясының қолданылуы». Org. Летт. 9 (22): 4619–4622. дои:10.1021 / ol702129w.
  • Дас, С .; Пол, Д .; Госвами, Р.К (2016). «Биоактивті теңіз табиғи өнімі стереоселективті жиынтық синтезі Биселинббиолид В». Org. Летт. 18: 1908–1911. дои:10.1021 / acs.orglett.6b00713.
  • М.В.Чойнака, Р.А. Бэйти (2018). «(+) - Прунустатин А-ның жалпы синтезі: бәсекелес торпе-инголд әсерімен жеделдетілген трансестерификация болдырмау үшін органотифтороборат-прениляция және Шиина MNBA эстерификациясы мен макролаконизациясы». Org. Летт. 20: 5671–5675. дои:10.1021 / acs.orglett.8b02396.
  • Сю С .; Өткізілді, I .; Кемпф, Б .; Мамр, Х .; Стеглич, В .; Zipse, H. (2005). «Алкогольдің DMAP-катализденген ацетилденуі - механикалық зерттеу (DMAP = 4- (диметиламино) пиридин)». Хим. EUR. Дж. 11 (16): 4751–4757. дои:10.1002 / хим.200500398. PMID  15924289.